Dokumen tersebut membahas percobaan Geiger Muller yang bertujuan untuk memahami prinsip kerja dan karakteristik detektor Geiger Muller. Detektor Geiger Muller bekerja berdasarkan proses ionisasi gas akibat interaksi dengan radiasi, dengan kelebihan mudah dikonstruksi namun kekurangannya tidak dapat digunakan untuk spektroskopi."

1. TEKNIK LABORATURIUM 1
PERCOBAAN GEIGER MULLER
diajukan guna melengkapi tugas Teknik Laboratorium 1
Program Studi Pendidikan Fisika (S1)
Oleh
Miranda Wahyuning Tyas 100210102013
Millathina Puji Utami 100210102029
Evin Andriani 100210102034
Henry Ayu Kartikasari 100210102035
KELAS : A
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
JURUSAN PENDIDIKAN MIPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JEMBER
2012
Percobaan Geiger Muller| 1

2. KATA PENGANTAR
Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan ke-hadirat Allah SWT, yang telah
melimpahkan rahmat, taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah
dengan judul “Percobaan Geiger Muller” pada matakuliah Teknik Laboraturium 1 dengan tepat
waktu. Shalawat dan salam semoga tetap tercurahkan kepada Nabi Muhammad SAW.
Dalam penyelesaian makalah ini, penulis telah banyak mendapatkan bantuan dari
berbagai pihak, baik secara langsung maupun tak langsung. Selanjutnya penulis sampaikan
terima kasih kepada Bapak Yushardi yang telah memberi arahan dan bimbingan selama dalam
kegiatan perkuliahan.
Penulis telah berusaha semaksimal mungkin dalam menyelesaikan makalah ini.
Menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini tidak lepas dari kekurangan dan kelemahan.
Oleh karena itu, kritik dan saran yang konstruktif sangat penulis harapkan guna penyempurnaan
makalah ini. Akhirnya, penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi semua
pihak, Amin....
Jember, 10 Oktober 2012
Penulis
Percobaan Geiger Muller| 2

3. DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR …………………………………………………………….. i
DAFTAR ISI ………………………………………………………………………. ii
BAlB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang ………………………………………………………… 1
I.2 Rumusan Masalah …………………………………………………….. 1
I.3 Tujuan …………………………………………………………………. 1
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Detektor Geiger Muller ………………………………………………. 2
2.2 Prinsip Kerja Detektor Geiger Muller ………………………………. 3
2.3 Kelebihan dan Kekurangan Detektor Geiger Muller ……………….. 4
2.4 Data Hasil Pengematan Detektor Geiger Muller ……………………. 6
BAB III
3.1 Kesimpulan …………………………………………………………… 9
3.2 Saran ………………………………………………………………….. 9
DAFTAR PUSTAKA
Percobaan Geiger Muller| 3

4. BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Detektor Geiger-Muller bekerja berdasarkan prinsip ionisasi, di mana partikel
radiasi yang masuk akan mengionisasi gas isian dalam detektor. Telah dilakukan
Eksperimen Detektor Geiger-Muller yang bertujuan untuk mengetahui prinsip kerja sdan
resolving time detektor Geiger-Muller, serta untuk mengetahui laju cacah sesungguhnya
dan perilaku distribusi statistik pencacahan radiasi nuklir. Sumber radiasi yang digunakan
dalam percobaan adalah Co-60 dan Cs-137. Berdasarkan analisis data pengamatan,
diperoleh bahwa resolving time detektor Geiger Muller yang digunakan dalam percobaan
adalah 607,9 mikrodetik. Laju cacah untuk Co-60 adalah 13,917; Cs-137 adalah 146,002;
serta gabungan keduanya adalah 161,847. Distribusi statistik pencacahan radiasi
menunjukkan pola berupa kurva distribusi Poisson.
1.2 Rumusan Masalah
1.2.1 Apa itu detektor Geiger Muller?
1.2.2 Bagaimana prinsip kerja detektor Geiger Muller?
1.2.3 Bagaimana kelebihan dan kekurangan detektor Geiger Muller?
1.2.4 Bagaimana data hasil pengamatan dan analisis data pada detektor Geiger Muller?
1.3 Tujuan
1.3.1 Mahasiswa dapat mengetahui detektor Geiger Muller.
1.3.2 Mahasiswa dapat memahami prinsip kerja detektor Geiger Muller.
1.3.3 Mahasiswa dapat mengetahui kelebihan serta kekurangan detektor Geiger Muller.
1.3.4 Mahasiswa dapat menganalisis data hasil pengamatan pada detektor Geiger Muller.
Percobaan Geiger Muller| 4

5. BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Detektor Geiger-Muller
Detektor merupakan suatu bahan yang peka terhadap radiasi, yang bila dikenai radiasi
akan menghasilkan tanggapan mengikuti mekanisme yang telah dibahas sebelumnya. Suatu
bahan yang sensitif terhadap suatu jenis radiasi belum tentu sensitif terhadap jenis radiasi
yang lain. Sebagai contoh, detektor radiasi gamma belum tentu dapat mendeteksi radiasi
neutron. Detektor radiasi bekerja dengan cara mengukur perubahan yang disebabkan
olehpenyerapanenergiradiasi olehmedium penyerap. Sebenarnya terdapat banyak mekanisme
yang terjadi di dalam detektor tetapi yang sering digunakan adalah proses ionisasi dan proses
sintilasi.
Apabila dilihat dari segi jenis radiasi yang akan dideteksi dan diukur, diketahui ada
beberapa jenis detektor, seperti detektor untuk radiasi alpha, detektor untuk radiasi beta,
detektor untuk radiasi gamma, detektor untuk radiasi sinar - X, dan detektor untuk
radiasi neutron. Apabila dilihat dari segi pengaruh interaksi radiasinya, dikenal beberapa
macam detektor, yaitu detektor ionisasi, detektor proporsional, detektor Geiger muller, detektor
sintilasi, dan detektor semikonduktor atau detektor zat padat.
Walaupun jenis peralatan untuk mendeteksi zarah radiasi nuklir banyak macamnya,
akan tetapi prinsip kerja peralatan tersebut pada umumnya didasarkan pada interaksi zarah
radiasi terhadap detektor (sensor) yang sedemikian rupa sehingga tanggap efek radiasi atau
sebanding dengan sifat radiasi yang diukur.
Jadi detektor radiasi dapat dibedakan menjadi 3 yaitu :
a. Detektor Isian Gas
b. Detektor Sintilasi
c. Detektor Semikonduktor
Pencacah Geiger, atau disebut juga Pencacah Geiger-Müller adalah sebuah alat
pengukur radiasi ionisasi. Pencacah Geiger bisa digunakan untuk mendeteksi radiasi alpha dan
beta. Sensornya adalah sebuah, sebuah tabung yang diisi oleh gas yang akan bersifat konduktor
ketika partikel atau foton radiasi menyebabkan gas (umumnya Argon) menjadi konduktif.
Alat tersebut akan membesarkan sinyal dan menampilkan pada indikatornya yang bisa berupa
jarum penunjuk, lampu atau bunyi klik dimana satu bunyi menandakan satu partikel. Pada
Percobaan Geiger Muller| 5

6. kondisi tertentu, pencacah Geiger dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi gamma, walaupun
tingkat reliabilitasnya kurang. Pencacah geiger tidak bisa digunakan untuk mendeteksi neutron.
Bagian-bagian detektor Geiger Muller :
Katoda yaitu dinding tabung logam yang merupakan elektroda negatif. Jika tabung
terbuat dari gelas maka dinding tabung harus dilapisi logam tipis.
Anoda yaitu kawat tipis atau wolfram yang terbentang di tengah - tengah tabung.
Anoda sebagai elektroda positif.
Isi tabung yaitu gas bertekanan rendah, biasanya gas beratom tunggal dicampur gas
poliatom (gas yang banyak digunakan Ar dan He).
2.2 Prinsip Kerja Geiger Muller
Detektor Geiger Muller meupakan salah satu detektor yang berisi gas. Selain Geiger
muller masih ada detektor lain yang merupakan detektor isian gas yaitu detektor ionisasi dan
detektor proporsional. Ketiga macam detektor tersebut secara garis besar prinsip kerjanya sama,
yaitu sama-sama menggunakan medium gas. Perbedaannya hanya terletak pada tegangan yang
diberikan pada masing-masing detektor tersebut.
Apabila ke dalam labung masuk zarah radiasi maka radiasi akan mengionisasi gas isian.
Banyaknya pasangan eleklron-ion yang lerjadi pada deleklor Geiger-Muller tidak sebanding
dengan tenaga zarah radiasi yang datang. Hasil ionisasi ini disebul elektron primer. Karena
antara anode dan katode diberikan beda tegangan maka akan timbul medan listrik di antara
kedua eleklrode tersebut. Ion positif akan bergerak ke arah dinding tabung (katoda) dengan
kecepatan yang relative lebih lambat bila dibandingkan dengan elektron-elektron yang
bergerak ke arah anoda (+) dengan cepat. Kecepatan geraknya tergantung pada besarnya
tegangan V. Sedangkan besarnya tenaga yang diperlukan untuk membentuk elektron dan ion
tergantung pada macam gas yang digunakan. Dengan tenaga yang relatif tinggi maka elektron
akan mampu mengionisasi atom-atom sekitarnya. Sehingga menimbulkan pasangan elektron-
Percobaan Geiger Muller| 6

7. ion sekunder. Pasangan elektron-ion sekunder ini pun masih dapat menimbulkan pasangan
elektron-ion tersier dan seterusnya, sehingga akan terjadi lucutan yang terus-menerus
(avalence). Kalau tegangan V dinaikkan lebih tinggi lagi maka peristiwa pelucutan elektron
sekunder atau avalanche makin besar dan elektron sekunder yang terbentuk makin banyak.
Akibatnya, anoda diselubungi serta dilindungi oleh muatan negative elektron, sehingga
peristiwa ionisasi akan terhenti. Karena gerak ion positif ke dinding tabung (katoda) lambat,
maka ion-ion ini dapat membentuk semacam lapisan pelindung positif pada permukaan
dinding tabung. Keadaan yang demikian tersebut dinamakan efek muatan ruang atau space
charge effect.
Tegangan yang menimbulkan efek muatan ruang adalah tegangan maksimum yang
membatasi berkumpulnya elektron- elektron pada anoda. Dalam keadaan seperti ini detektor
tidak peka lagi terhadap datangnya zarah radiasi. Oleh karena itu efek muata ruang harus
dihindari dengan menambah tegangan V. Penambahan tegangan V dimaksudkan supaya
terjadi pelepasan muatan pada anoda sehingga detektor dapat bekerja normal kembali.
Pelepasan muatan dapat terjadi karena elektron mendapat tambah tenaga kinetic akibat
penambahan tegangan V.
Apabila tegangan dinaikkan terus menerus, pelucutan alektron yang terjadi semakin
banyak. Pada suatu tegangan tertentu peristiwa avalanche elektron sekunder tidak
bergantung lagi oleh jenis radiasi maupun energi (tenaga) radiasi yang datang. Maka dari
itu pulsa yang dihasilkan mempunyai tinggi yang sama sehingga detektor Geiger muller tidak
bisa digunakan untuk mengitung energi dari zarah radiasi yang datang. Kalau tegangan V
tersebut dinaikkan lebih tinggi lagi dari tegangan kerja Geiger Muller, maka detektor tersebut
akan rusak, karena sususan
2.3 Kelebihan dan Kekurangan Geiger Muller
Kelebihan Detektor Geiger Muller :
Konstruksi simple dan Sederhana
Biaya murah
Operasional mudah
Kekurangan Detektor Geiger Muller :
Tidak dapat digunakan untuk spektroskopi karena semua tinggi pulsa sama.
Efisiensi detektor lebih buruk jika dibandingkan dengan detektor jenis lain.
Percobaan Geiger Muller| 7

8. Resolusi detektor lebih rendah.
Waktu mati besar, terbatas untuk laju cacah yang rendah.
Resolving time
Apabila ada dua zarah radiasi masuk ke dalam detektor berurutan dalam waktu yang
berdekatan maka peristiwa avalanche ion dari zarah radiasi pertama akan melumpuhkan
detektor. Selama beberapa saat detektor tak dapat mencatat adanya zarah radisi yang datang
kemudian dalam waktu yang sangat berdekatan dengan zarah radiasi yang datang pertama.
Intensitas medan listrik yang paling besar adalah di daerah pemukiman anoda, karena
avalanche pengionan bermula di daerah yang sangat dekat dengan anoda dan dengan cepat
akan melebar ke sepanjang anoda.
Ion negatif (elektron) yang terbentuk bergerak ke arah anoda, sedang ion positif
bergerak ke arah katoda. Elektron bergerak sangat cepat dan terkumpul di anoda dalam waktu
yang jauh lebih cepat bila dibandingkandengan waktu yang diperlukan oleh ion positif untuk
sampai di katoda.
Ion positif yang bergerak perlahan ini akan membentuk tabir pelindung di sekeliling
anoda yang bermuatan positif. Hal ini menyebabkan sangat turunnya medan listrik di
sekeliling anoda dan karena itu tak mungkin terjadi avalanche oleh lewatnya zarah radiasi
berikutnya. Jika ion bergerak ke arah katoda, intensitas medan listrik bertambah, sehingga
pada suatu saat avalanche akan mulai lagi. Waktu yang diperlukan untuk mengembalikan
intensitas medan ke harga semula disebut waktu mati atau dead time. Pada akhir periode waktu
mati, meskipun dapat terjadi avalanche lagi, tetapi denyut keluaran belum tertangkap lagi untuk
menghasilkan pula pada detektor GM.
Ketika ion positif meneruskan perjalanannya menuju ke dinding katoda, denyut keluaran
yang dihasilkan dari zarah radiasi lain akan bertambah besar. Bila denyut keluaran sudah cukup
tinggi dan dapat melampaui batas diskriminator maka akan dapat di cacah. Dalam keadaan ini
detektor dapat dikatakan telah “pulih” kembali dari keadaan mati. Selang waktu antara akhir
waktu mati dengan “pulih kembali penuh” disebut sebagai waktu pemulihan atau recovery time.
Jumlah waktu mati atau dead time ditambah dengan waktu pemulihan atau recovery time
disebut resolving time. Resolving time dapat didefinisikan sebagai waktu minimum yang
diperlukan agar zarah radiasi berikutnya dapat dicatat setelah terjadinya pencatatan atas zarah
radiasi yang datang sebelumnya. Resolving time berorde sekitar 100 mikrodetik atau lebih.
Berdasarkan analisis data, diperoleh resolving time detektor Geiger-Muller dalam percobaan
adalah sebesar 607,9 mikrodetik.
Percobaan Geiger Muller| 8

9. Sumber Co-60 (S1) adalah 13,917;
Co-60 dan Cs-137 (S12) adalah 161,847;
Sumber Cs-137 (S2) adalah 146,002.
METODOLOGI PENELITIAN
1. Alat dan bahan
a. Satu set Detektor Geiger Muller dan counter
b. Micrometer sekrop
c. Stopwatch
d. Sumber radiasi , 60 Co dan 137 Cs
e. Penghalang timbale dan plastic dengan variasi ketebalan
Timbale : 1.4 mm, 1.6 mm, 4 mm , 6 mm
Plastic : 0.95 mm, 1.50 mm, 4mm, 6.05 mm
2. Cara Kerja
a. Percobaan pertama yaitu menghitung efisiensi Detektor Geiger Muller.
I. Menyiapkan alat dan bahan yang akan dipakai
II. Merangkai alat yang akan dipakai
III. Menghubungkan detector dengan PLN
IV. Melakukan cacah latar selama 60 detik
V. Melakukan pencacahan dengan variasi bahan radiasi(137Cs dan
60Co) masing masing selama 60 detik
VI. Memasang salah satu bahan radiasi di depan detector.
VII. Melakukan pencacahan dengan variasi jarak (5 variasi jarak)
selama 60 detik
b. Percobaan kedua yaitu mengukur daya serap Detektor Geiger Mullerv :
I. Menyiapkan alat dan bahan yang akan dipakai
II. Merangkai alat yang akan dipakai
III. Menghubungkan detector dengan PLN
IV. Melakukan pencacahan bahan radiasi dengan variasi penghalang
(lead dan polyethylene) selama 60 detik
Percobaan Geiger Muller| 9

10. DATA PERCOBAAAN
1. Percobaan pertama yaitu mneghitung efisiensi Detektor Geiger Muller.
a. Sumber Radiasi : 60Co
Aktivitas (A0) : 85.10±2.5% kBq
Tanggal acuan : satu Desember 2010
r = 0.75 cm = 0.0075 m
No R (x 10-2 m) Cacah (lmp)
1 3.5 1393
2 4.5 682
3 5.5 492
4 6.5 437
5 7.5 369
b. Sumber Radiasi : 137Cs
Aktivitas (A0) : 74.56±2.5% kBq
Tanggal acuan : satu Desember 2010
r = 0.75 cm = 0.0075 m
No R (x 10-2 m) Cacah (lmp)
1 3.5 798
2 4.5 334
3 5.5 260
4 6.5 246
5 7.5 180
2. Percobaan kedua yaitu mengukur daya serap Detektor Geiger Muller
a. Sumber radiasi : 60Co
I0 = 591
Tanggal acuan : satu Desember 2010
i. Penghalang : Timbal (lead)
No Tebal Penghalang (x 10-3 m) Cacah (lmp)
1 1.40 604
Percobaan Geiger Muller| 10

11. 2 1.60 580
3 4.00 475
4 6.50 431
ii. Penghalang : Plastik (polimer)
No Tebal Penghalang (x 10-3 m) Cacah (lmp)
1 0.95 650
2 1.50 633
3 4.00 571
4 6.05 535
b. Sumber radiasi : 137Cs
I0 = 283
Tanggal acuan : satu Desember 2010
iii. Penghalang : Timbal (lead)
No Tebal Penghalang (x 10-3 m) Cacah (lmp)
1 1.40 123
2 1.60 113
3 4.00 104
4 6.50 95
iv. Penghalang : Plastik (polimer)
No Tebal Penghalang (x 10-3 m) Cacah (lmp)
1 0.95 201
2 1.50 157
3 4.00 144
4 6.05 132
Percobaan Geiger Muller| 11

12. BAB III
PENUTUP
3.1 KESIMPULAN
1. Detektor Geiger-Muller dapat digunakan sebagai instrumen pencacah radiasi nuklir
karena bekerja berdasarkan prinsip ionisasi; apabila ada partikel radiasi yang masuk ke
dalam detektor, maka partikel tersebut akan mengionisasi gas yang ada dalam detektor.
2. Resolving time detektor Geiger-Muller adalah 607,9 mikrodetik.
3. Laju cacah sesungguhnya dari sumber Co-60 (S1) adalah 13,917 ; Co-60 dan Cs-137
(S12) adalah 161,847; dan sumber Cs-137 (S2) adalah 146,002.
4. Distribusi statistik dari pencacahan radiasi nuklir akan membentuk kurva distribusi
Poisson.
3.2 SARAN
Bagi para pembaca diharapkan untuk mempunyai banyak referensi mengenai
Percobaan Geiger Muller ini agar dapat lebih memahami lagi.
Percobaan Geiger Muller| 12

13. DAFTAR PUSTAKA
Beiser, Arthur. 1987. Konsep Fisika Modern. Jakarta : Penerbit Erlangga.
Krane, Kenneth. Fisika Modern. Jakarta : Penerbit Erlangga.
Manglumpun, Irawaty. 2011. Teknik Pencacah Radiasi Nuklir. Manado :
Universitas Negeri Manado
Anonim. 2011. Pencacah Geiger – Alat Pengukur Radiasi. Dalam
http://adipedia.com/2011/03/pencacah- geiger-alat-pengukur-radiasi.html
.Tanggal akses : 9 Mei 2012.
.
Percobaan Geiger Muller| 13